JP2013144402A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、カラーインクとクリアインクとでドット数の密度を違えて印刷する
インクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 着色剤を含まないクリアインクと、少なくとも顔料を含む一色以上のカラ
ーインクとを備えるインクセットを使用するインクジェット記録装置において、印刷物上
に印刷されたクリアインクの１ドットあたりのドット径が、カラーインクの１ドットあた
りのドット径より大きく、クリアインクを吐出するノズル数が、カラーインクを吐出する
ノズル数よりも少なく、カラーインクは複数のヘッドを使用し、クリアインクのヘッドの
数はカラーインクごとに使用するヘッドの数よりも少ない
【選択図】 図３

Description

本発明は、着色剤を含まないクリアインクと、少なくとも顔料を含む一色以上のカラー
インクとを備えるインクセットを使用するインクジェット記録装置に関する。

インクジェットプリンターでは、染料または顔料を溶媒に溶かして生成されるインクが
用いられるが、近年では、染料または顔料等の色材を含まず、特定の機能を有するインク
（以下、「クリアインク」と称する）を用いて印刷特性を改善することが行われている。
具体的には、クリアインクは、
（１） 光沢ムラの改善
（２） インクの滲み改善
（３） 印刷速度の改善
のような目的で用いられる。

クリアインクを印刷するためには、印刷ヘッドにクリアインク専用のノズルを設ける必
要がある。ここで、特許文献１では、クリアインク滴の単位面積あたりの個数は、カラー
インク滴の単位面積あたりの個数よりも少なくする印刷装置を提供している。より具体的
には、カラーインクのノズル数よりもクリアインクのノズル数の方が少なくなるようにし
ている。

特開２００４−３１４６３１号公報

特許文献１に示す技術では、さらにクリアインクのドット径をカラーインクのドット径
の２倍程度にすることで、カラーインクのドットとクリアインクのドットとのバランスを
取る旨の記載があるが、カラーインクとクリアインクを使用するヘッドとして、別個の仕
様のものを使用するのは、コスト面、実装面で得策ではない。
本発明は、カラーインクとクリアインクとでドット数の密度を違えて印刷するインクジ
ェット記録装置を提供する。

本発明は、着色剤を含まないクリアインクと、少なくとも顔料を含む一色以上のカラー
インクとを備えるインクセットを使用するインクジェット記録装置において、印刷物上に
印刷されたクリアインクの１ドットあたりのドット径が、カラーインクの１ドットあたり
のドット径より大きく、クリアインクを吐出するノズル数が、カラーインクを吐出するノ
ズル数よりも少なく、カラーインクは複数のヘッドを使用し、クリアインクはカラーイン
クごとに使用するヘッドの数よりも少ない構成としてある。

本発明によれば、共通仕様のヘッドをカラーインクとクリアインクとに使用しつつ、ク
リアインクの１ドットあたりのドット径がカラーインクの１ドットあたりのドット径より
大きく、クリアインクを吐出するノズル数が、カラーインクを吐出するノズル数よりも少
ないインクジェット記録装置を提供できる。

本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録装置におけるヘッドセットの配置を示す図である。 同インクジェット記録装置の主要回路のブロック図である。 各ヘッドセットの構成を示す図である。 各ヘッドの配置を示す図である。 カラーインクのヘッドと、クリアインクのヘッドの配列を示す図である。 クリアインクのヘッドとカラーインクのヘッドがオフセットされている状態を示す図である。 は、ヘッドにおける駆動素子である圧電素子に印加する電圧波形を示す図である。 印刷品質を向上させるために使用されるマルチサイズドットを実現する駆動電圧波形を示す図である。 クリアインクの駆動電圧波形を示す図である。

以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録装置におけるヘッドセットの
配置を示している。同図に示すように、本インクジェット記録装置は、５２０ｍｍ幅のロ
ール紙への印刷を行うもので、同ロール紙の幅方向に１１個のヘッドセットを並べたライ
ンヘッドを構成している。
図２は同インクジェット記録装置の主要回路をブロック図により示している。
同図において、プリンター１０は、ラインヘッドの印刷ヘッドユニット１２を有する印
刷ヘッド６０と、この印刷ヘッド６０を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御す
るヘッド駆動回路５２と、印刷用紙（ロール紙）を搬送する紙送りモーター２３と、印刷
ヘッド６０および操作パネル３２との信号のやり取りなどを司る制御回路４０とを備えて
いる。

制御回路４０は、コネクター５６を介してコンピューター９０に接続されている。この
制御回路４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、プログラマブルＲＯＭ（Ｐ
−ＲＯＭ（Read Only Memory））４３、ＲＡＭ（Random Access Memory）４４、文字のド
ットマトリクスを記憶したキャラクタジェネレータ（ＣＧ（Character Generator））４
５、およびＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable ROM）４６を備え
た算術論理演算回路として構成されている。

制御回路４０は、さらに、外部のモーター等とのインタフェース（Ｉ／Ｆ（Interface
））であるＩ／Ｆ専用回路５０と、このＩ／Ｆ専用回路５０に接続され印刷ヘッド６０を
駆動してインクを吐出させるヘッド駆動回路５２と、紙送りモーター２３を駆動するモー
ター駆動回路５４とを備えている。そして、Ｉ／Ｆ専用回路５０は、パラレルインタフェ
ース回路を内蔵しており、コネクター５６を介してコンピューター９０から供給される印
刷信号ＰＳを受け取ることができる。

コンピューター９０にインストールされているプリンター１０用のドライバーソフトは
、色変換部およびハーフトーニング部によって構成されており、ハーフトーニング部の出
力は、各ノズル列に供給される。ここで、色変換部は、例えば、ＲＧＢ（Red, Green, Bl
ue）フルカラー画像データのような画像データの入力を受け、入力された画像データを構
成する、例えば、ＲＧＢ表色系の色データを、カラーインクの色セットに対応した色成分
を持つ、ＣＭＹＫ色系の色データに変換する。また、ハーフトーニング部は、色変換部か
ら出力された画像データに対して誤差拡散またはディザリング（Dithering）等の処理を
施し、ＣＭＹＫ各色の多階調（例えば、２５６階調）のデータを、ＣＭＹＫ各色のドット
の密度によって表現した、例えば２値化されたビットマップデータに変換する。

また、ハーフトーニング部は、ビットマップデータを生成する際に、ＣＭＹＫのドット
を示したＣＭＹＫドットデータに加えて、クリアインクのドットを示したＮドットデータ
も生成する。すなわち、ハーフトーニング部から出力されたビットマップデータには、Ｃ
，Ｍ，Ｙ，Ｋ，Ｎのビットマップデータが含まれている。なお、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのビット
マップデータとＮのビットマップデータは、クリアインクの使用目的によって異なるため
、同使用目的に応じてハーフトーニング部が適切なものを生成することになる。

ハーフトーニング部から出力されたビットマップデータは印刷ヘッドユニット１２に供
給され、ビットマップデータに従ってＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ，Ｎのインク滴が吐出され、印刷用
紙上にドットが形成される。
このようにして生成されたカラーインクと、クリアインクのビットマップデータは、ハ
ーフトーニング部から出力され、Ｉ／Ｆ部９６を介してプリンター１０に供給される。プ
リンター１０では、ＣＰＵ４１がこれらのデータを受信する。ＣＰＵ４１は、紙送りモー
ター２３を駆動して印刷用紙を所定量だけ搬送しながら、受信したビットマップデータを
ヘッド駆動回路５２を介して印刷ヘッドユニット１２に供給し、印刷する。

図３は各ヘッドセットの構成を示している。印刷ヘッドユニット１２における１１個の
ヘッドセットは、それぞれ９個の同一仕様のヘッドＨＮにて構成されており、各ヘッドＨ
Ｎは、それぞれ、ブラックインクに２個（ＢＫ１，ＢＫ２）、シアンインクに２個（Ｃ１
，Ｃ２）、マゼンタインクに２個（Ｍ１，Ｍ２）、イエローに２個（Ｙ１，Ｙ２）、クリ
アインクに１個（ＣＬ）が割り当てられている。このように、上記ヘッドセットにおいて
は、着色剤を含まないクリアインクと、少なくとも顔料を含む一色以上のカラーインクと
を備えるインクセットを使用している。このように、各ヘッドセットには９個のヘッドＨ
Ｎというように、複数のヘッドを備えているが、各カラーインクを吐出するヘッド数が２
個ずつであるのに比べ、クリアインクを吐出するヘッド数は１個であり少ないヘッド数で
構成されている。

図４は各ヘッドの配置などを示している。各ヘッドは、ノズル配列１８０ｄｐｉの２イ
ンチ長×２列（ノズル数７２０個）となっている。２列のノズル列は、それぞれ３６０ｄ
ｐｉだけオフセットして配列されているので、ヘッド毎に３６０ｄｐｉのノズル密度とな
る。そして、カラーインク１色あたり２ヘッドを用い、各ヘッドを７２０ｄｐｉオフセッ
トさせて配列しているので、合計ノズル数１４４０個の７２０ｄｐｉ配列となる。

一方、クリアインクについては、１つのヘッドを割り当てている。これはカラーインク
のヘッドと同一の仕様であり、合計ノズル数７２０個の３６０ｄｐｉ配列となる。カラー
インクのヘッドと、クリアインクのヘッドの配列は、図５に示すようになっている。すな
わち、各カラーインクの二つのヘッドは７２０ｄｐｉオフセットされているが、クリアイ
ンクのヘッドは、さらにこれらの中間に位置するようにオフセットされている。
後述するように、カラーインクのドット数と、クリアインクのドット数との比は、２：
１であり、クリアインクの１ドットがカラーインクの２ドットの略中心に位置するように
オフセットされていることになる。

本インクジェット記録装置においては、４色のカラーインクを各２ヘッドに充填し、ク
リアインクを１ヘッドに充填するという合計９ヘッドを使用したヘッドセットを１１セッ
ト備えている。このように、カラーインクは２つ（複数）のヘッドを使用し、クリアイン
クはカラーインクごとに使用するヘッドの数（２）よりも少ない１つとなっている。また
、カラーインクとクリアインクとでは、印刷するドットの密度が異なるものの、使用する
のは同じ仕様のヘッドである。このように、クリアインクについて２つのヘッドを使用せ
ず、クリアインクを吐出するヘッドが、１ヘッド分少なくて済むため、ヘッド総数の低減
による省スペース化、低コスト化が可能となる。特に、１つのヘッドセットを構成する９
個のヘッドＨＮはそれぞれ所定のオフセットを備えて配置されていなければならないので
、このオフセットの適正化を確保する意味でも１ヘッド分少なくて済むのは実装時の手間
を省ける効果が大きい。

図６に示すように、クリアインクのヘッドとカラーインクのヘッドがオフセットされて
いるため、縦横３６０ｄｐｉの１区画内に、クリアインクは２ドットが吐出可能であり、
カラーインクは４ドットが吐出可能である。むろん、この比は任意に変更することも可能
であり、同図にはカラーインクに対するクリアインクのドット数の比が、２：１の場合、
３：１の場合、４：１の場合の配置の対応を示している。クリアインクの１ドットに対す
るカラーインクのドット群（２ドット、３ドット、４ドット）の比に基づいて、クリアイ
ンクのドットがカラーインクのドットの略中心に位置するように、カラーインクのヘッド
とクリアインクのヘッドのオフセット量を決める。なお、同図に示すように、クリアイン
クを吐出するノズルによって打ち込まれるクリアインク滴の単位面積あたりの個数は、カ
ラーインクを吐出するノズルによって打ち込まれるカラーインク滴の単位面積あたりの個
数よりも少ないことになる。

ドット数が少ないクリアインクが、ドット数の多いカラーインクに対してクリアインク
の目的を奏するようにするため、印刷物上のクリアインクのドット径はカラーインクのド
ット径よりも大きくする必要がある。本発明では、大きくは二つの手法によってこれを実
現する。
（１）クリアインクの濡れ性の向上
図６に示すように、印刷されたクリアインクのドット径が、カラーインクのドット径の
２倍程度とするため、一つめの手法として、インク中に含有される界面活性剤（オルフィ
ンＥ１０１０）の添加量について、カラーインクの２倍程度にする。

カラーインク中に含有されるオルフィンＥ１０１０界面活性剤の添加量は、０．２〜０
．４％である。これに対し、クリアインクについては、含有されるオルフィンＥ１０１０
界面活性剤の添加量をカラーインクの２倍程度にあたる０．４〜０．８％とする。すなわ
ち、クリアインクに含有される界面活性剤の添加量は、カラーインク組成に含有される界
面活性剤の添加量の２倍程度としている。これにより、カラーインクの表面張力が通常３
５〜４０ｍＮ／ｍ程度であるのに対し、クリアインクの表面張力は２８〜３２ｍＮ／ｍ程
度に下がり、インクが紙面上において濡れ広がりやすく、ドット径が拡大する。
むろん、カラーインクとクリアインクのドット数の比に応じて２倍程度〜５倍程度とし
ても良い。また、他の手法によるクリアインクのドット径の増大と併せて実施することに
より、１．２〜２倍程度であっても効果がある。従って、１．２〜５倍程度の範囲におい
て、クリアインクのドット径を大きくすることができる。

（２）クリアインクの粘度の低減、吐出重量の増大
以下のようにして、クリアインクの吐出重量が、カラーインクの吐出重量の１．２〜５
倍となるようにする。例えば、クリアインクのインク滴の重量が、カラーインクのインク
滴の重量の２倍程度にすることにより、クリアインクの紙面上におけるドット径が拡大す
る。

図７は、ヘッドにおける駆動素子である圧電素子に印加する電圧波形を示している。ク
リアインクの吐出重量を増やすためには、ａ）同一駆動電圧波形を用いて、クリアインク
の粘度を下げる（４．２→３．０ｍＰａ・ｓ）ことや、ｂ）駆動電圧波形の電圧を上げる
ことが可能である。後者の例として、最大印加電圧が、カラーインクで２３Ｖである場合
にクリアインクでは約３０％上げた３０Ｖ程度とすることで所望のドット径を得られた。

一方、印加電圧をクリアインクだけ上げるにはハードウェアとして構成の変更が大きい
。このため、駆動電圧波形（駆動波形）の形状そのものを変更して、ドット径を向上させ
る方法も説明する。
図８は、印刷品質を向上させるために使用されるマルチサイズドットを実現する駆動電
圧波形を示している。インクジェット記録装置が圧電素子を駆動素子として利用している
場合、同圧電素子に対する駆動電圧波形を同図に示すように変化させることで、マルチサ
イズドットを実現することができる。これらは一回に吐出されるドットサイズを三種類の
大きさ（大、中、小）とする例を示している。図７に示すシンプルな電圧上昇、電圧低下
という波形と比較すると、電圧変化を複雑にしている。ここで、各波形は一例にすぎない
が、駆動電圧波形を変化させるため、インクの一吐出期間（Ｔ１）が長くなる。言い換え
ると、最も長い吐出期間を基準として、一吐出期間を定める必要がある。

これに対して、クリアインクの使用目的を考慮すると、クリアインクについてはマルチ
サイズドットを実現する必要性が乏しい。その反面、吐出重量を増大する要望が高い。こ
のため、図９に示すように、カラーインクの一吐出期間（Ｔ１）内に複数のクリアインク
の吐出期間（Ｔ２）が含まれるようにすることで、一吐出期間内に単一サイズの複数のド
ットを吐出できるようにする。

駆動電圧波形自体は、微少タイミングごとの電圧値を設定したタイムテーブルを用意し
ておき、同タイミング毎にテーブルを参照してデジタルアナログ変換した印加電圧を提供
することで実現することができる。従って、カラーインクについてもクリアインクについ
ても、図８及び図９に示す駆動電圧波形に相当する印加電圧値のテーブルを用意しておく
ことで、それぞれの駆動電圧波形による印加を実現できる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能
である。例えば、インクとしては、ＣＭＹＫの４色を用いるようにしたが、これ以外に淡
色系のインク（ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ダークイエロー（ＤＹ
））のインクを用いるようにしてもよい。
また、既に述べた通り、圧電素子（ピエゾ素子）を用いてインクを吐出するヘッドを備
えたプリンター１０を用いているが、吐出駆動素子としては、ピエゾ素子以外の種々のも
のを利用することが可能である。例えば、インク通路に配置したヒータに通電し、インク
通路内に発生する気泡（バブル）によりインクを吐出するタイプの吐出駆動素子を備えた
プリンターに適用することも可能である。

さらに、以上の実施の形態では、コンピューター９０に格納されたドライバーソフトに
より、色変換部およびハーフトーニング部の処理を実行するようにしている。しかし、プ
リンター１０のＰ−ＲＯＭ４３に同等の機能を有するプログラムを格納しておき、このプ
ログラムにより色変換部およびハーフトーニング部の処理を実行するようにしたり、ドラ
イバーソフトとプリンター１０によりこれらを分担して処理するようにしたりすることも
可能である。

さらに、当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを
変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部
材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせ
を変更して適用すること

・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中
で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、ま
たその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

１０…プリンター（インクジェット記録装置）、１２…印刷ヘッドユニット、９０…コン
ピューター、ＨＮ…ヘッド

Claims (7)

1. 着色剤を含まないクリアインクと、少なくとも顔料を含む一色以上のカラーインクとを
   備えるインクセットを使用するインクジェット記録装置において、
   印刷物上に印刷されたクリアインクの１ドットあたりのドット径が、カラーインクの１
   ドットあたりのドット径より大きく、
   クリアインクを吐出するノズル数が、カラーインクを吐出するノズル数よりも少なく、
   カラーインクは複数のヘッドを使用し、クリアインクのヘッド数はカラーインクごとに
   使用するヘッドの数よりも少ないことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. クリアインクに含有される界面活性剤の添加量が、カラーインク組成に含有される界面
   活性剤の添加量の１．２〜５倍であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット
   記録装置。
3. クリアインクの吐出重量が、カラーインクの吐出重量の１．２〜５倍であることを特徴
   とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. クリアインクを吐出するノズルによって打ち込まれるクリアインク滴の単位面積あたり
   の個数は、カラーインクを吐出するノズルによって打ち込まれるカラーインク滴の単位面
   積あたりの個数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置
   。
5. カラーインクが使用する複数のヘッドに対して、クリアインクが使用するヘッドは、オ
   フセットして配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置
   。
6. カラーインクのドット数と、クリアインクのドット数との比に応じて、クリアインクの
   １ドットがカラーインクの複数のドットの略中心に位置するようにオフセットされている
   ことを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
7. カラーインクは圧電素子を使用した駆動波形の変化によるマルチサイズでの吐出が可能
   であり、クリアインクは単一サイズであって上記カラーインクの一吐出期間内に複数のド
   ットを吐出されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。

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